Когда появились исследования, показывающие, что у человека с положительным результатом на COVID-19 -; были ли они симптоматическими -; пролить вирус со стулом, "канализационная труба казалась тем местом, где ее можно было найти, "сказал Смрути Картикеян, Кандидат наук, инженер-эколог и научный сотрудник Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.
С июля по ноябрь 2020 г. Картикеян и команда, во главе с Робом Найтом, Кандидат наук, профессор и директор Центра инноваций микробиома Калифорнийского университета в Сан-Диего, взяли пробы сточных вод, чтобы узнать, могут ли они обнаружить SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19. Они могли. Но концентрация сточных вод оказалась узким местом -; это медленный и трудоемкий многоэтапный процесс.
Теперь, в газете, опубликованной 2 марта, 2021 год mSystems , исследователи описывают, как они автоматизировали концентрацию сточных вод с помощью роботов для работы с жидкостями. Они продемонстрировали надежность своей системы, сравнив ее с существующими методами и продемонстрировав, что они могут предсказать случаи COVID-19 в Сан-Диего на неделю с превосходной точностью. и три недели с хорошей точностью, просто используя городскую канализацию.
В округе Сан-Диего есть только одна станция первичной очистки сточных вод, расположен на побережье в районе Пойнт-Лома. Все экскременты смыты примерно 2,3 миллионами жителей Сан-Диего, в том числе в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего, заканчивается там.
Семь дней в неделю, Картикеян или его коллега поехали на очистные сооружения, чтобы забрать пробы сточных вод, которые были собраны и сохранены для них местными лаборантами. Они принесли образцы в лабораторию Найта в кампусе Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего в Ла-Хойе.
<цитата>К несчастью, мы не можем просто напрямую тестировать образцы сточных вод, как образцы из носовых мазков пациентов. Это потому, что образцы, которые мы получаем, сильно разбавлены -; просто подумайте о количестве людей, которые вносят свой вклад в поток отходов, плюс весь мусор, который смывается и попадает в канализацию ".
Смрути Картикеян, Кандидат наук, Докторант, Медицинский факультет Калифорнийского университета в Сан-Диего
Вернувшись в лабораторию, исследователи обрабатывают сточные воды с помощью своей роботизированной платформы. Система извлекает РНК -; генетический материал, из которого состоят геномы таких вирусов, как SARS-CoV-2 -; из образцов, и запускает полимеразную цепную реакцию (ПЦР) для поиска сигнатурных генов вируса. Автоматизированный, высокопроизводительная система может обрабатывать 24 образца каждые 40 минут. Позже в тот же день Картикеян добавляет данные на цифровую панель управления, которая отслеживает новые положительные случаи.
По словам Найта, техника быстрее, дешевле и более чувствительно, чем другие подходы к надзору за сточными водами. Команде удалось выявить единичный случай COVID-19 в здании с населением около 500 человек.
Исследователи и студенты лаборатории Найта не новички в работе с образцами стула. Команда уже давно известна своими исследованиями микробиома кишечника -; уникальные сообщества микробов, обитающих в нашем желудочно-кишечном тракте. Люди со всего мира участвуют в их исследовательских программах, Инициатива Microsetta (сокращенно TMI), отправив мазки из кала в лабораторию Knight's UC в Сан-Диего. Краудсорсинговый проект позволил команде изучить множество факторов, которые могут повлиять на состав микробиома кишечника человека. и множество способов, которыми он влияет на наше здоровье.
Весной 2020 года Команда Найта быстро переключилась на поиск одного конкретного микроба:SARS-CoV-2. Вскоре команда стала неотъемлемой частью программы Return to Learn Калифорнийского университета в Сан-Диего. научно обоснованный подход, который позволил университету продолжать предлагать проживание на территории кампуса, а также очные занятия и исследовательские возможности. Примерно с 10, 000 студентов в кампусе, благодаря многим компонентам программы уровень заболеваемости COVID-19 намного ниже, чем в окрестностях и в большинстве кампусов колледжей, поддержание уровня позитивности менее 1 процента.
Return to Learn опирается на три столпа:снижение рисков, обнаружение вирусов и вмешательство. Команда Найта и их сотрудники играют большую роль в обнаружении вирусов в кампусе. Они помогают выявить бессимптомное присутствие SARS-CoV-2 у студентов и сотрудников (часто собираются самостоятельно с использованием тестовых наборов, доступных в торговых автоматах), на поверхностях и в сточных водах.
Команда продолжает ежедневно собирать пробы из более чем 100 пробоотборников сточных вод в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего, которые охватывают более 300 зданий. Примерно через месяц после того, как система обнаружения кампуса была запущена летом 2020 года, положительный случай был обнаружен в районе Revelle College однажды в пятницу днем. Сообщество кампуса было уведомлено в течение 14 часов, и целевые сообщения были отправлены людям, связанным с пострадавшими зданиями. рекомендуя как можно скорее пройти тестирование на вирус. В эти выходные более 650 человек прошли тестирование на COVID-19.
Как результат, два бессимптомных человека были идентифицированы как инфицированные COVID-19. После того, как кампус незамедлительно уведомил их, они самоизолировались до того, как могла произойти вспышка. Теперь, Результаты скрининга сточных вод доступны на общедоступной информационной панели, а положительные образцы секвенируются для отслеживания появления новых вариантов SARS-CoV-2. Программа "Возвращение к учебе", включая тестирование сточных вод, стал образцом для других университетов, К-12 школьные округа и районы.
"Поскольку барьер для входа и работы продолжает снижаться, мы надеемся, что эпидемиология на основе сточных вод получит более широкое распространение, - сказал Рыцарь. крупномасштабные системы раннего оповещения об инфекционных заболеваниях могут быть особенно полезны для эпиднадзора за уязвимыми группами населения и сообществами с меньшим доступом к диагностическому тестированию и меньшими возможностями для дистанцирования и изоляции; во время этой пандемии и следующее ".
Первоначальные результаты проекта «Микробиом человека» вызвали «сотни последующих исследований».
Потеря кишечного эпителиального барьера, ответственного за MIS-C, связанный с COVID-19, у детей,
Ученые разрабатывают пептиды, которые восстанавливают баланс кишечных бактерий и предотвращают атеросклероз.
Почему у пациентов с COVID-19 больше патогенных бактерий в носу
Пробиотики могут иметь терапевтические преимущества для пациентов с биополярным расстройством.
Как факторы хозяина, такие как микробиом легких, помогают при инфекции SARS ‐ CoV ‐ 2?
Рыбная слизь может быть потенциальным источником антибиотиков, результаты исследования
С появлением бактерий с множественной лекарственной устойчивостью и отсутствием новых антибиотиков, исследователи ищут новые молекулы, которые могут бороться с этими патогенами. Группа исследователей
Сырой корм для домашних животных представляет опасность для людей и животных
В новом исследовании исследователи обнаружили, что домашние собаки и кошки, потребляющие сырое мясо, могут передавать людям штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий. Их исследование под названием «Ди
Этот пепто, вероятно, не поможет вашей язве
Язвенная болезнь - это язва или поражение, которое развивается в слизистой оболочке пищевода, желудок, или двенадцатиперстная кишка. Не так давно, Предполагалось, что язвы вызваны стрессом или просто